UMTS无线接口系统的规划和优化

2006-01-06 12:12:12来源:数字通信世界 作者:中国移动通信集团公司网络部 赵绍刚热度:

  【摘要】本文针对无线接口主要讨论了通用移动电信系统UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)规划和优化所面临的问题以及相应的解决方案。 介绍了WCDMA的空中接口,提出了系统规划的方案,包括覆盖、容量、频率和码子的规划。同时讨论了WCDMA网络性能中关键的优化和监测指标。

  【关键词】UMTS 空中接口 网络规划 网络优化


一、引言

  UMTS的目的就是在移动范围内向用户提供多媒体业务。UMTS和多媒体业务不仅对RF网络有重要的影响,它们对核心网的结构也会产生重要的影响。所以当日前的GSM运营商将他们的网络升级以支持UMTS时,为了保护他们的基础投资,就必须采取谨慎的步骤。

  UMTS网络的结构如图1所示。核心网CN(Core Network)负责呼叫控制和移动性管理,而UMTS陆上无线接入网UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)则负责管理无线分组的传输和资源的管理。

  在核心网内分组的路由和传输由新网络逻辑节点SGSN(Serving GPRS Support Node, GPRS服务支持节点)和GGSN(Gateway GPRS Support Node,GPRS网关支持节点)支持。GGSN是具有移动性管理的分组路由器,它通过标准接口Gi与其他数据网络(比如因特网)相连接。SGSN在它的服务范围内负责移动终端数据分组的传递。GGSN和SGSN支持的终端数据速率可高达2Mb/s。

图1 UMTS网络结构


  一个UTRAN可以包括一个或者多个RNS(Radio Network Subsystem,无线网络子系统),而一个RNS又包括基站NodeB和RNC(Radio Network Controller,无线网络控制器)。RNS负责无线资源和空中接口的管理。UMTS在UTRAN中的大部分网络结构都继承了GSM的网络结构。

  本文主要探讨UMTS无线系统规划和GSM无线系统规划的差别。UMTS使用WCDMA作为它的无线传输技术。由于干扰的影响,通常TDMA系统的RF规划要比CDMA系统的RF规划复杂。但是,由于UMTS服务的用户有着各种不同的需求,因UMTS的规划在某些方面要远比GSM规划复杂。

  UMTS无线系统规划过程的主要不同点在于它的容量规划和覆盖规划。在GSM中,覆盖规划是在网络的规模大小(基于市场的调研)确定后单独进行的,确定后才进行容量和频率的规划。然而在UMTS中,覆盖规划和容量规划是同时进行的。这是因为容量的需求和业务的分布会影响覆盖。频率和码子的规划可以单独的进行。另一方面,由WCDMA的宽带特性(5MHz),因此它的传播环境也异于GSM系统(带宽200kHz),这也是规划时必须考虑的问题。

二、UMTS空中接口

  世界上多数UMTS网络都选择WCDMA作为其空中接口技术。该技术与TDMA中GSM中使用的技术有着很大的不同。其基本的无线系统规划思想跟GSM和TDMA系统没有根本的变化,但是对于多方面的细节规划(比如链路预算)则必须进行修改,以满足WCDMA技术的要求。另外,由于UMTS的业务可以是从8kb/s的电路交换的语音业务到2Mb/s的分组交换的数据业务,因此,无线系统的规划过程与传统的模型相比较,也必须时行稍微的修改。

  1.WCDMA空中接口规范

  理解UMTS的空中接口特性对于网络无线接口的规划是非常重要的。WCDMA空中接口的主要特征为:采用QPSK直扩调制;码片速率为3.84Mchip/s;扩频因子为4到512,在下行链路中,一个码信道可以支持1~936kb/s的净用户数据速率,如果单用户可以支持3个并行码信道,则其数据速率可以高达2.3Mb/s,在上行方向由于调制方式不同,速率减半,双工方式可以采用FDD或TDD;信道带宽5MHz;可以提供多速率的业务;帧长10ms包括15个时隙,每个时隙中都有导频比特、传输功率控制TPC(Transmission Power Control)比特和传输格式组合指示TFCI(Transport Format Combination Indication)比特。在上/下行链路中信号的格式和复用方式都各不相同。

  2.UMTS传播环境

责任编辑:DVBCN编辑部